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「ムラタセイサク君」特別講演レポート |
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ムラタセイサク君(以下、セイサク君)とは、先端技術系の大手企業として知られる村田製作所が開発した、自転車と一体になった小型ロボット。身長は約50cm、体重は約5kg、出身地は京都、星座はてんびん座、趣味はサイクリング、夢は世界一周、座右の銘は七転び八起きというプロフィールである。 1991年に初代が開発され、現在、CMや雑誌などにも登場してすっかり人気者となっているのが、2005年誕生の2代目セイサク君だ。2005年のCEATEC(国内最大級の最先端IT・エレクトロニクス総合展)でデビューした。3年目となるCEATEC2007でもデモンストレーション実施時は人だかりの山となり、撮影もままならないほど。小学3年生ぐらいの男の子をイメージしたという、かわいいデザインのロボットが、「何か仕掛けがあるのでは!?」と疑ってしまうほどゆっくりと自転車を走らせるかと思えば、プロのトライアルライダーも顔負けというぐらい長時間の不倒停止(足を着かず、スタンドもなしに2輪のみで立ち続ける状態)を披露。しかも、それに加えてバックもできるし、わずか2cm幅の平均台の上を幅2cmのタイヤでもって走れたりしてしまうのだ。そんな2代目セイサク君について、開発スタッフのひとりである広報部企業広報課係長の吉川浩一氏が、プレゼン画面を用いながら講演を行ない、後半は実際にセイサク君によるデモンストレーションを実施した。
なお、講演終了後には舞台裏で同じく開発スタッフのひとりで、ステージ上でデモを実演した広報部企業広報課の泉淳一郎氏に、さらに細かい話もうかがことに成功。社内で使われている、2代目セイサク君の機体コードナンバーやバージョンの話なども聞くことができた。最後にお伝えする。 講演は、正午に近いとはいえ、11時からという午前中の開始時間にもかかわらず満席。数百名の学生たちが駆けつけ、熱心に吉川氏の話を聴き入った。まずは吉川氏の自己紹介からスタート。1985年に入社し、福井村田製作所の製造部生産技術課所属に。昨年、京都本社広報課所属となり、2代目セイサク君を使った小中学生の理科教育や企業PR、今回のような講演などを担当している。もともとは組み込みソフトウェア開発が専門のエンジニアだ。 2代目が開発されるに至った経緯としては、2004年に創業60周年を迎え、内製技術による企業PRを行ないたいということと、今後ロボットの市場規模が拡大していくだろうということで、2005年に内製PRロボットの開発が検討されるに至ったから。同社の先端技術および未来技術(同社では、市場に投入されていない研究開発中の先端技術をこう呼ぶ)を搭載し、イメージキャラクター兼技術PRのプラットフォームにするという狙いだ。 開発期間は、2005年の4月から9月までという半年に満たないハードスケジュール。2005年のCEATECの自社ブースの目玉とすることが目的だったからだ。開発メンバーは広報及び営業企画のスタッフが3名、機構開発は生産設備設計技術者6名という陣容でスタート。セイサク君は、あれだけの高性能にも関わらず、少人数の兼任スタッフが半年で開発したのだ。
どんなロボットを作るかということでは、「どこかで見たようなロボットでは面白くない」という意見で一致。最初は、トンボ型の空を飛ぶロボットというアイディアが出たそうだ。しかし、トンボが4枚の羽であのように飛ぶ仕組みが100%解明されているわけではないことがわかり、断念。最終的に、複数の理由から、自転車型ロボットとして決定した。その理由はまず、初代セイサク君がやはり自転車に乗ったロボットであったというブランドイメージがひとつ。さらに、自転車という環境負荷の小さい乗り物であることの環境イメージ。ジャイロセンサー・ミリ波レーダー・赤外線センサーなど車載アプリケーションを単純化したもので対応できるという点。そして誰もが経験する「人生のエポック」のひとつである、「自転車に初めて乗れた経験」＝世界が広がった経験につながるということが理由である。 開発経緯としては、実際には2005年4月ではなく、2004年の12月から計画はスタートしていた。初代セイサク君を改良し、自動走行以外のパフォーマンスを行なうことを決定。明けて2005年3月には、最新のジャイロセンサーや超音波センサーなどを搭載することも決定された。そして4月になって開発体制が決定され、社内では研究テーマとしてスタートした。 2代目の構想案としては、「ハイテクな自転車ロボットしての機能」を見せるべく、メカトロニクスおよびセンサー技術による「自律走行」、ネットワーク技術による「双方向無線通信」、そこに含まれるが、イメージ処理技術による「動画伝送」が掲げられた。特技としては、低速で上手に走れることがひとつ。その中には、倒れずに姿勢を保ちながら道やコースを走ったり、角を曲がったり、壁や障害物をよけたりするといったことも含まれる。情報処理がいろいろとできるという点も入っており、視野に広がる風景を無線通信で送ってくる、人や壁、充電器などを識別して、挨拶したり追尾したり休憩したりするといった行動をする、とした。 正式スタートの4月時点の開発目標は、走行性能は「滑らかな走行」「幅10cm×長さ2mの平均台走行」「1秒間の不倒停止(前進から後退への切り替え時に停止する)」の3つ。補助機能を、「車載カメラでライブ画像配信(見たことのない視点によるエンターテイメント性)」「各種センサー機能を紹介するパフォーマンス搭載」としていたそうだ。 開発は、当初から6名で行なわれていたわけではなく、4月の時点では2名、5月でさらに2名が加わり、7月にもさらに1名が入り、5名体制で進んでいた。しかし、走行制御部分の開発の遅れをとりもどすべく さらに8月初旬に1名増員。どうにか8月末の中間進捗報告会に間に合わせた。 なお、2代目は停止、微速、直線走行の場合は倒立振り子制御で、ある程度の高速でカーブなどのある通常走行時はハンドル操舵によるバランス制御を行なっており、その切り替えを行う仕組みだ。 その後、走行試験に入ったわけだが、最初は倒れてばかりいたそうである。会場ではそのときの様子が動画で公開された。動画の掲載は許可を得られなかったのでお見せできないのだが、転倒時の機体保護のため、ひもをつけてスタッフが持ち、倒れた瞬間に持ち上げるようにしてあったほど。最初、社内では「犬の散歩」などといわれていたそうだ。 そうして何とか走るようになったのだが、実はいい意味での想定外のことが起きる。不倒停止はバッテリの消耗が少ないため、よほど走り回らない限りは、稼働時間を50分ほどにできることがわかり、「超低速走行」が可能になった。さらに、車載カメラによるライブ画像を処理することで、当初の平均台走行の目標幅の10cmを5分の1の2cm＝タイヤと同等の幅に挑戦できるようになったのである。床面を黒くし、平均台上を白くしてコントラストを上げて画像処理しやすくすることで可能になった。これにより、内輪差の関係があるため10cm幅となっているが、S字カーブした平均台の上ですら走行できるという、曲芸的技術を披露できるようになったというわけである。 ここで開発に関しての話は終了となり、続いて2代目セイサク君の性能についての話に移行。まず、セイサク君の各所に活用された、村田製作所の技術の紹介から。CEATECに足を運んだ人なら、どんな技術が使われているかパネルを見たり、デモンストレーションでの解説を聞いたりしているだろうが、ここで改めて説明する。 まず目の部分、つまりアイカメラのレンズに、セラミックなのに透明でガラスよりも屈折率の高い新素材「ルミセラ」を使用。胸には超音波センサーを搭載する。右側のセンサーから40キロヘルツの超音波を発して、左側のセンサーで障害物からの反射を受け取る仕組みだ。 バックパック部分の上部には、Bluetoothモジュール。のちほど解説するが、2代目の中にもバージョンがいくつかあり、最新の2006年モデルからBluetooth機能が搭載され、PCだけでなく携帯電話からも操作ができるようになっている。バックパック中程には「DC-DCコンバータ」。電源をさまざまな電圧に変換して個々の回路へ安定供給する装置だ。そして、バックパック下部にはリチウムイオン2次電池となっている。 自転車部分にも注目技術が積まれており、ハンドルとタイヤを支えるフロントフォークをつなぐヘッドチューブと呼ばれる部分には、厚さわずか1mmの薄型平面(圧電)スピーカー。サドルからペダルにつながる縦のフレーム上部と、ペダルの付け根の部分の2カ所にジャイロセンサー。ヘッドチューブとペダルの付け根につながるダウンチューブと呼ばれる下側のフレームにはショックセンサーも搭載されている。
ちなみに、CEATEC2005で無事披露されたわけだが、入場制限をしないとならないほどで、ブース来場者数はそれまでの4倍以上という具合。2006年はブースエリアを壁なしのオープンな状態にして披露。子供たちの来場者が一気に増えたそうだ。2007年も前述したとおりで、取材するのも大変なほど。テレビの生番組にも出演したそうである。 続いては、セイサク君に使用されている村田製作所の技術についてとなった。まずは、デジカメやビデオカメラなどの手ぶれ補正機能として使用されているジャイロセンサーから。角速度の検出原理としては、フーコーの振り子のコリオリ力を活用したものとなっており、基本は高校物理。実際には、振り子そのものではなく圧電振動型ジャイロとなっており、金属の棒の左右電極間の電圧の差から角速度を求める仕組みとなっているようだ。 不倒停止技術に関しては、倒立振り子制御を利用していることは前述したとおりだが、自転車(型ロボット)に応用したのは世界初だそうである。なぜ倒れないかという基本原理は、傾いた方向と同じ方向に腹部の慣性ローターを回転させ、その回転反動力により起きあがる力が発生するという仕組みだ。具体的に説明すると、左側に倒れようとした場合、左側に回転ローターを回す。すると、その反作用でボディーが右側に回ろうとする力が働くので、結果として起きあがるというわけだ。なので、セイサク君を近くから観察していると、ボディーは肉眼で見る限りほとんど揺れていない。だが、腹部の慣性ローターが右に左にクルクルと回転しているところを見て取れる。目に見えて傾く前に、微調整をどんどん行なっているというわけだ。ちなみに、セイサク君、いくらなんでも横から指でツンツンと押されたら倒れてしまうだろうと思うが、そんなことはない。指でツンツンと押した程度では、すぐ状態を回復させるので倒れないのだ。 ちなみに、ジャイロセンサーの取り付け位置も、安定走行の確立のポイントとなった部分。実は、当初設定していた正しい取り付け位置の時は、なかなか安定して走らなかった。ジャイロセンサーはつけ外しをする機会が多いので、両面テープで留めていたそうだが、とある開発スタッフが取り付けたときに、正しくない位置に取り付けてしまったという。すると、急に安定して走り出したのである。最初、何が原因で急に安定しだしたのかわからなかったのだが、洗い出しを行なった結果、センサーの取り付け位置であることが判明した。
その後、さらに話は変わり、「セイサク君の活用」に。まずは、この冬にオンエアされている最新CMが紹介された。その後、公式サイト「エレキッズ学園」の訪問ユーザー数を折れ線グラフも公開。CM放送と重なった正月時期は、普段の4倍から5倍のヒット数をカウントしたようだ。そのほか、国内外の雑誌の表紙に取り上げられたり、誌面で紹介されたりするなど当初の見込んだ通り、メディアで活躍していることが報告された。TIME誌によるベスト発明賞2006に輝いてもいる。 そのほか、村田製作所のイメージキャラクターとしても有効活用されており、製作君の携帯ストラップやキーホルダーなどさまざまなグッズ類も制作中だ。また、講演活動やイベント出演なども急激に増加。昨年の4月1日から12月31日までで、京都本社周辺の地元の小中学校で24回、地元学生向けの高校・大学で39回、科学系イベント11回、地域貢献活動12回、そのほか社内イベントや他社のイベント、記者発表やリクルート活動なども含めると、9カ月間で173回使用されたそうだ。1回が2～3日のイベントもあるため、稼働日数でいえば、その倍ぐらいになるという。当初2代目セイサク君は7体が作られたが、とても間に合わないため、さらに4体が追加。現在は、11体で活動しているという具合である。
また、村田製作所が今回の学生向けの講演も含めて重視しているのが「日本の子供たちの理科離れ防止」。社会的責任から、小中学校などに「出前授業」を行なっている。同時に、ものづくりの喜び＝製造業への興味、新しい村田製作所のファン＝将来の同社社員や顧客の獲得といったことも目的としているそうだ。 ちなみに、小中学生たちにはとても反応がいいとのこと。「かわいい」「ほしい」「びっくりした」「楽しかった」などの感想をもらっているという。また質問も多い模様。「兄弟は何人いるの?」→11人(体)。「背中には教科書が入っていますか?」→夢(先端技術と未来技術)が入っている。「いくらですか?」→高級乗用車1台分ぐらい。「平均台でバックできますか?」→カメラがないためにできない。「何歳ですか」→外見のイメージは前述の通り小学校3年生ぐらい、実際の誕生は2005年。「自転車から降りられますか?」→降りられない、ということである。 さらに、子供たちになぜ倒れないのかわかるか質問してみたところ、「タイヤが四角(平ら)になっている」「磁石が着いている」「コンピューターで計算しているから」といった回答。3つ目の回答については、吉川氏も「確かにその通りなんですけど、そのままなのでさすがにちょっと夢がないですね(笑)」と笑っていた。 セイサク君へのリクエストとしては、「ケンケン乗りをしてほしい」「ウィリーしてほしい」「一輪車に乗ってほしい」という、素人目にはできそうなものもあれば、「自転車から降りてほしい」という自転車型ロボットから「自転車も運転できる」ロボットへの進化を希望するもの、さらには「泳いでほしい」「空を飛んでほしい」というものも。ぜひ、村田製作所の技術力を結集して、いくつかは機能として採り入れたり、新たに制作したりしてほしいものである。 プレゼン画面を用いた講演が終了した後は、セイサク君によるデモンストレーション。普通にステージ上で直線走行や旋回走行、不倒停止、バックなどを披露した。次は平均台走行。デモンストレーション終了後は、会場からの質疑応答に移った。まず、前輪の軸受けの部分にある赤いランプのついた装置について。これは車輪の回転数を検出する装置で、一見するとディスクを挟んでいるのでバイクなどのディスクブレーキのように見えるが、実はそのディスクの面には外周に沿ってスリットが刻んであって、それが通過するタイミングで車輪の回転数＝車速を検出しているというわけである。
それから、等身大のロボットを作る予定についての質問も。こちらに関しては、大型化することで重量が増し、結果として慣性力が増えるといった点に備える必要性はあるが、基本的に製作は可能という答え。しかし、製作する予定はないという。また、セイサク君が小型であるというメリットについては、持ち運びしやすい点もある。普通車のトランクに積み込めるので、全国どこでも移動がしやすいというわけだ。 そのほか、S字平均台の幅(内輪差の関係で10cm)や、同社の独自表現の未来技術が具体的に何を差すのか(製品化されていない研究開発中の先端技術)といった質問も。以上で質問は終了となり、講演は大盛況の内に終了となった。 引き続き、冒頭で紹介したとおり、ステージ裏で広報部企業広報課の泉淳一郎氏にお話を伺った。あまり時間がなかったため、11体いるセイサク君の社内で使われている開発ナンバーと、その製作時期についてである。2005年に「2代目」として最初に誕生したのが2体だそうだ。ナンバー(通称に近い)は、「5号機」と「6号機」。それ以前に少なくとも4体がプロトタイプとして研究開発されてきたそうだが、実際には同じ機体を作り直したりするなどしていたことや、明確な資料が残っていないため、最終的に完成した2体が「5号機」と「6号機」と呼ばれていた、ということである。 ちなみに、これが2代目の中の2005年バージョン。続いて、同年のCEATECに出展するためには2体では不足するため、もう2体を製作。ここからは、セイサクの子音文字を取ってSSKというアルファベットが加わり、「SSK20-02」と「SSK20-03」と呼ばれるようになったそうである。 翌2006年に入って、その年のCEATECのためにさらに3機を追加。実は、この時点でバージョンアップを実施。ジャイロセンサーと、腹部の慣性ローターのモーターを強化。Bluetoothを搭載して携帯でも操作可能にし、また圧電スピーカーも装備した。バッテリもリチウムイオン2次電池に変更し、持続時間は変わらないが、瞬発力がアップしている。コードナンバーは「SSK21-01」、「SSK21-02」、「SSK21-03」。 さらに2007年になって、講演や理科教育などで出演回数が一気に増え、7体では不足ということで、さらに4体を製作し、全11体に。コードナンバーは「SSK21-11」、「SSK21-12」、「SSK21-13」、「SSK21-14」。それと同時に、2005年バージョンの「SSK20-02」と「SSK20-03」の2体が2007年バージョンに改造されたそうだ。 ただし、同じ2005年バージョンでも最初の2体である5号機、6号機に関してはそのまま。要するに、現在、2代目セイサク君には、2005年バージョン(その中でも先行量産型というイメージと思われる)の5号機、6号機の2体と、最新量産型の2006(2007)バージョンの9体という風に、2種類あるとのことである。ちなみに2007年のCEATECのデモで披露されたのだが、モーターが改良されたことで、坂道も登れるようになっている。 なお、現在ムラタセイサク君はかなりの人気となっており、イベントなどで引っ張りだこ。その姿を見かけたときは、不倒停止や平均台走行など、超人的な技にぜひ拍手喝采を送ってあげてほしい。 ■URL 村田製作所 http://www.murata.co.jp/ エレきっず学園 http://www.murataboy.com/ 日本工学院 テクノロジーカレッジ http://www.neec.ac.jp/tec/ 大田区産業プラザPiO http://www.pio-ota.jp/plaza/ ■ 関連記事 ・ ガードロボ、ムラタセイサク君、マイクロロボットなど ～「CEATEC JAPAN 2007」のロボットたち（2007/10/03）
（ デイビー日高 ）
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